一种提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头的制作方法-j9九游会真人

文档序号:34956666发布日期:2023-07-29 14:22阅读:3来源:国知局


1.本实用新型涉及搅拌桩技术领域,特别涉及一种提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头。


背景技术:

2.深层搅拌法因其可最大限度地利用原土,施工无振动、无噪音、无污染等优点,被广泛应用在建筑地基中。在深层搅拌桩复合地基中,桩体强度越高,则复合地基承载力越高,而桩体强度在水泥掺量一定的情况下,取决于水泥土搅拌的均匀程度,搅拌越均匀,水泥水化越充分,强度越高。粉质粘土的含水量较低,处于可塑状态的粘性土,在成桩过程中会出现钻进不进尺,搅拌头水泥土严重抱团等现象,使水泥搅拌桩的适用性受到考验。
3.现有的深层搅拌桩机钻头通常为3~4组长条形叶片轴向对称分布安置,通过内外杆带动叶片转动并搅拌土体和水泥浆液。但在处理粉质粘土等低含水率、高粘聚力的土质时,大量的土体附着在叶片上,深层加固时叶片难以下钻和提升,施工中常出现抱钻的施工问题,导致搅拌桩机叶片无法充分搅拌切割土体,严重时钻头无法继续下钻或拔出,造成搅拌桩成桩完整性差,强度低。


技术实现要素:

4.本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头,防止抱钻等情况的发生,提升搅拌桩成桩完整性,提高施工效率。
5.为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头,包括钻杆、钻头和搅拌片,所述钻杆包括内钻杆和外钻杆,所述内钻杆套接在所述外钻杆的下方,所述钻头固定在所述内钻杆的底端,所述内钻杆上设有喷浆口;
6.所述钻杆的长度方向上自上而下依次设有外钻杆搅拌片、第一分层搅拌片、第二分层搅拌片和内钻杆搅拌片,所述外钻杆搅拌片和所述内钻杆搅拌片分别由分设于外钻杆和内钻杆不同高度上的搅拌叶片组成,所述第一分层搅拌片和所述第二分层搅拌片分别由设于外钻杆和内钻杆同一高度上的两个以上的搅拌叶片组成。
7.作为上述方案的改进,所述搅拌片的端部设有竖直向上的切削钢筋。
8.作为上述方案的改进,所述内钻杆的直径小于所述外钻杆的直径,所述内钻杆和所述外钻杆的转动方向反向设置。
9.作为上述方案的改进,所述搅拌叶片为弯月形叶片,所述搅拌叶片的设置方向与所述钻杆的转动方向一致,所述搅拌叶片朝向所述钻杆的转动方向向下倾斜形成有预设偏角,所述预设偏角为15
°
~30
°

10.作为上述方案的改进,所述外钻杆搅拌片和所述第一分层搅拌片的长度相同,所述第二分层搅拌片和所述内钻杆搅拌片的长度相同。
11.作为上述方案的改进,所述搅拌叶片的宽度为7~9cm,相邻两层所述搅拌叶片的
上下垂直间距为10~25cm。
12.作为上述方案的改进,所述第一分层搅拌片和所述第二分层搅拌片分别由设于外钻杆和内钻杆同一高度上的两个背向设置的搅拌叶片组成。
13.作为上述方案的改进,所述外钻杆搅拌片包括两个所述搅拌叶片,所述外钻杆搅拌片在水平面投影方向上背向设置且与所述第一分层搅拌片正交。
14.作为上述方案的改进,所述内钻杆搅拌片包括三个所述搅拌叶片,两个所述内钻杆搅拌片在水平面投影方向上背向设置且与所述第二分层搅拌片正交,一个所述内钻杆搅拌片在水平面投影方向上与其中一个所述第二分层搅拌片重合。
15.作为上述方案的改进,所述钻杆的直径为85~100mm。
16.实施本实用新型,具有如下有益效果:搅拌叶片局部错位安置可有效防止施工过程中大量粉质粘土附着在搅拌叶片上,搅拌叶片在土体中顺利下钻和提升进而保证了搅拌桩机钻头不发生抱钻现象;同时多组搅拌叶片增加了与土体的接触点,可增加搅拌的土体量。该钻头对于粉质粘土层可较易钻进,有效解决施工中的抱钻问题,保证施工连续性,提升搅拌桩成桩完整性和强度,提高施工效率。
附图说明
17.图1是本实用新型提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头的结构示意图;
18.图2是本实用新型提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头的另一角度的结构示意图;
19.图3是本实用新型提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头的另一角度的结构示意图;
20.图4是本实用新型提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头的仰视图;
21.图5是本实用新型提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头的搅拌叶片预设偏角示意图。
具体实施方式
22.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明,本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词,仅以本实用新型的附图为基准,其并不是对本实用新型的具体限定。
23.如图1和图2所示,本实用新型实施例提供了一种提升粉质粘土搅拌均匀性并防抱钻的深层搅拌桩钻头,包括钻杆1、钻头2和搅拌片3,钻杆1包括内外钻杆11和钻杆12,内钻杆12套接在外钻杆11的下方,钻头2固定在内钻杆12的底端,内钻杆12上设有喷浆口4;
24.钻杆1的长度方向上自上而下依次设有外钻杆搅拌片31、第一分层搅拌片32、第二分层搅拌片33和内钻杆搅拌片34,外钻杆搅拌片31和内钻杆搅拌片34分别由分设于外钻杆11和内钻杆12不同高度上的搅拌叶片组成,第一分层搅拌片32和第二分层搅拌片33分别由设于外钻杆11和内钻杆12同一高度上的两个以上的搅拌叶片组成。
25.搅拌片3的端部设有竖直向上的切削钢筋35,搅拌过程中,搅拌片3上方的土体最
先被搅拌,因此通过竖直设置的切削钢筋35可以对搅拌片3上方的块状土体进行切削,保证土体被均匀完全粉碎。
26.内钻杆12的直径小于外钻杆11的直径,内钻杆12和外钻杆11的转动方向反向设置,与普通水泥搅拌桩的成桩工艺相比,通过外钻杆11上的搅拌叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向搅拌叶片同时双向搅拌水泥土的作用,阻断水泥浆上冒,将水泥浆控制在相邻两层搅拌叶片之间,保证水泥浆在浆体中均匀分布和搅拌均匀,确保成桩质量。
27.如图4所示,搅拌叶片3为弯月形叶片,相较于传统的长条形叶片,弯月形叶片可以增加与土体的接触点,从而增加每个搅拌叶片可搅拌的土体量,进而提高搅拌效率;如图5所示,搅拌叶片的设置方向与钻杆1的转动方向一致,搅拌叶片朝向钻杆1转动方向向下倾斜形成有预设偏角,图中部分搅拌叶片未画出,预设偏角为15
°
~30
°
,通过预设偏角的设置,搅拌叶片不再是水平进入土体,而是倾斜一定角度进入土体,使得粉质粘土层对搅拌叶片的阻力降低,有利于提升施工效率。
28.外钻杆搅拌片31和第一分层搅拌片32的长度相同,第二分层搅拌片33和内钻杆搅拌片34的长度相同,搅拌叶片的长度配合相应的钻杆1的直径为预设的设计桩径。不同长度的搅拌叶片保证了桩径的一致性,内钻杆搅拌片34和第二分层搅拌片33先接触土体,更长的长度有利于将土体分散均匀。
29.优选的,搅拌叶片的宽度为7~9cm,若搅拌叶片的宽度过小,则会影响搅拌叶片的强度;若搅拌叶片的宽度过大,则不能保证足够多的土体能够与水泥浆液混合并搅拌均匀,本实施例中,搅拌叶片的宽度优选为8cm;相邻两层搅拌叶片的上下垂直间距为10~25cm,保证搅拌叶片在垂直方向上对土体的搅拌均匀性。
30.由于第一分层搅拌片32和第二分层搅拌片33位于外钻杆11和内钻杆12的交接处,外钻杆11和内钻杆12的转动方向相反,因此交接处的土体需要更大的强度进行搅拌,才能够保证土体的均匀性,因此第一分层搅拌片32和第二分层搅拌片33分别由设于外钻杆11和内钻杆12同一高度上的两个背向设置的搅拌叶片组成。
31.为了进一步预防抱钻现象的发生,外钻杆搅拌片31包括两个搅拌叶片,外钻杆搅拌片31在水平面投影方向上背向设置且与第一分层搅拌片32正交。
32.内钻杆搅拌片34包括三个搅拌叶片,两个内钻杆搅拌片34在水平面投影方向上背向设置且与第二分层搅拌片33正交,一个内钻杆搅拌片34在水平面投影方向上与其中一个第二分层搅拌片33重合。搅拌叶片在水平方向上呈十字交叉设置,能够更加均匀地切割水平方向上的土体,在垂直方向上,外钻杆搅拌片31和内钻杆搅拌片34在高度方向上交替设置,能够使整个空间的土体都能被充分、均匀的搅拌到,对于粉质粘土,仅需稀疏的搅拌片排布就可以达到所需的搅拌效果,每层搅拌片的间隔安置有效阻断了上下方搅拌叶片之间粘土颗粒的粘结,有利于防止施工过程中搅拌桩机钻头抱钻。
33.优选的,钻杆1的直径为85~100mm,水泥桩搅拌钻头的直径由机器的工况、所受载荷以及加工工艺决定,由于机器工作条件复杂,且需要保证一定的安全裕度,因此一般选用较大的搅拌桩钻头直径。
34.以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
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